CN1956506A - 固体摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了备有像素单元、AD变换电路、线存储器、控制电路和合成电路的固体摄像装置。线存储器存储从AD变换电路输出的数字信号。控制电路控制像素单元和AD变换电路，在1帧的电荷的积蓄期间用AD变换电路对曝光时间不同的多个模拟信号进行AD变换并传送到线存储器。将来自线存储器曝光时间不同的多个数字信号供给合成电路，合成电路的构成为：比较第1信号和第2信号，选择大的一个信号并将其输出，第1信号为对曝光时间短的信号和曝光时间长的信号进行加法运算的结果，第2信号为用曝光时间短的信号与长的信号之比放大曝光时间短的信号的结果。

Description

固体摄像装置
对相关专利申请的交叉参照
本专利申请的基础是以前的在2005年10月28日归档的日本专利申请No.2005-315409，并对该专利申请具有优先权，作为参考文献将专利申请的整个内容结合在本专利申请中。
技术领域
本发明涉及固体摄像装置，可以适用于例如在附有图像传感器的便携式电话、数码相机、摄像机等中使用的放大型CMOS图像传感器。
背景技术
以往，例如在日本专利公开2001-189893和日本专利公开2000-23044中提出了扩大CMOS图像传感器的动态范围的方法。前者的方法适用于不完全传送型的光电二极管，但是存在着发生余像和白斑等的可能性，要达到高图像质量是困难的。与此相对，后者的方法因为与完全传送型对应而没有产生前者那样的余像和白斑等的担心。但是，因为使用检测单元扩大动态范围，所以发生由检测单元的遗漏引起的暗时斑点和KTC噪声(KTC noise)，存在着由于与前者不同的主要原因引起图像质量劣化的可能性。而且，无论哪种方法都因为将曝光时间长的信号和短的信号加起来后进行输出，所以要分离曝光时间长的信号和短的信号是困难的。
发明内容
按照本发明的一个样态的固体摄像装置具备像素单元，在半导体基片上行和列二维地配置着单元，其中，上述单元包括：光电变换部件，将光信号变换成电信号；读出部件，将由上述光电变换部件对入射光进行光电变换后所得到的信号电荷读出到检测单元；放大部件，放大与积蓄在上述检测单元中的信号电荷对应的电压并将其输出；以及复位部件，对上述检测单元的信号电荷进行复位；AD变换电路，其构成为：将从上述像素单元输出的模拟信号变换成数字信号并进行输出；线存储器，其构成为：存储从上述AD变换电路输出的数字信号；控制电路，其构成为：控制上述像素单元和上述AD变换电路，在1帧的电荷积蓄期间在上述AD变换电路对曝光时间不同的多个模拟信号进行AD变换并传送到上述线存储器；以及合成电路，其构成为：被供给来自上述线存储器曝光时间不同的多个数字信号，比较第1信号和第2信号，选择大的一个信号并将其输出，所述第1信号为将曝光时间短的信号和曝光时间长的信号进行加法运算的结果，所述第2信号为利用曝光时间短的信号与长的信号之比对曝光时间短的信号进行放大的结果。
另外，按照本发明的另一个样态的固体摄像装置具备像素单元，在半导体基片上行和列二维地配置单元；AD变换电路，其构成为：将从上述像素单元输出的模拟信号变换成数字信号并进行输出；线存储器，其构成为：存储从上述AD变换电路输出的数字信号；控制电路，其构成为：控制上述像素单元和上述AD变换电路，在1帧的电荷积蓄期间在上述AD变换电路对曝光时间不同的多个模拟信号进行AD变换并传送到上述线存储器；以及宽动态范围混合电路(widedynamic rang mixture circuit)，其构成为：被供给来自上述线存储器曝光时间不同的多个数字信号，比较第1信号和第2信号，选择大的一个信号并将其输出，所述第1信号为将曝光时间短的信号和曝光时间长的信号进行加法运算的结果，所述第2信号为利用曝光时间短的信号与长的信号之比对曝光时间短的信号进行放大的结果。
附图说明
图1是对于按照本发明的第1实施方式的固体摄像装置进行说明的图，表示放大型CMOS图像传感器的概略构成的方框图。
图2是表示图1所示的放大型CMOS图像传感器中的像素单元、CDS电路和ADC的具体构成例的电路图。
图3是表示图1和图2所示的CMOS图像传感器的工作定时的波形图。
图4是表示图1和图2所示的CMOS图像传感器的光电变换特性的特性图。
图5是对于按照本发明的第2实施方式的固体摄像装置进行说明的图，表示放大型CMOS图像传感器的概略构成的方框图。
图6是表示图5所示的CMOS图像传感器的第1光电变换特性的特性图。
图7是表示图5所示的CMOS图像传感器的第2光电变换特性的特性图。
图8是对于按照本发明的第3实施方式的固体摄像装置进行说明的图，表示放大型CMOS图像传感器的概略构成的方框图。
图9是表示图8所示的CMOS图像传感器的光电变换特性的特性图。
图10是对于按照本发明的第4实施方式的固体摄像装置进行说明的图，表示放大型CMOS图像传感器的概略构成的方框图。
图11是表示图10所示的CMOS图像传感器的工作定时的波形图。
图12是表示图10所示的CMOS图像传感器的光电变换特性的特性图。
图13是用于说明按照本发明的第4实施方式的固体摄像装置的效果的光电变换特性图。
具体实施方式
图1是对于按照本发明的第1实施方式的固体摄像装置进行说明的图，表示放大型CMOS图像传感器的概略构成的方框图。在传感器核心单元11中，配置着像素单元12、柱型噪声消除(noisecancellation)电路(CDS)13、柱型模拟数字变换器(ADC)14、锁存电路15、2个线存储器(MSTS，MSTL)28-1，28-2和水平移位寄存器16等。
在上述像素单元12中经过透镜17将光入射，根据光电变换生成与入射光量相应的电荷。在该像素单元12中，在半导体基片上行和列二维地配置着单元(像素)。1个单元由4个晶体管(Ta、Tb、Tc、Td)和光电二极管(PD)构成，分别将脉冲信号ADRESn、RESETn、READn供给各单元。在该像素单元12的下部沿水平方向配置着源极跟随电路用的负载晶体管TLM，这些负载晶体管的电流通路的一端分别与垂直信号线VLIN连接，另一端与接地点连接。
将与在上述像素单元12中发生的信号电荷对应的模拟信号，经过CDS13供给ADC14，变换成数字信号，锁存在锁存电路15中。将锁存在该锁存电路15中的数字信号，经过线存储器(MSTS、MSTL)28-1、28-2供给并顺次地传送到水平移位寄存器16。将从上述线存储器(MSTS、MSTL)28-1、28-2读出的数字信号OUT0～OUT9供给宽动态范围混合(WDM)电路18，在该WDM电路18中进行合成处理后，输出到传感器的外部。
另外，与上述像素单元12邻接，分别配置着脉冲选择器(pulseselector)电路(选择器)22、信号读出用的垂直寄存器(VR寄存器)20、积蓄时间控制用的垂直寄存器(ES寄存器、长积蓄时间控制用寄存器)21、和积蓄时间控制用的垂直寄存器(WD寄存器、短积蓄时间控制用寄存器)27。
从上述像素单元12的读出和上述CDS电路13的控制是根据从定时发生器(TG)19输出的脉冲信号S1～S4、READ、RESET/ADRES/READ、VRR、ESR、WDR所进行的。即，该定时发生器19作为控制电路而进行工作。
将脉冲信号S1～S4供给CDS电路13。将脉冲信号READ供给脉冲振幅控制电路29，将该脉冲振幅控制电路29的输出信号VREAD供给脉冲选择电路22。另外，也将脉冲信号RESET/ADRES/READ供给上述脉冲选择电路22。分别将脉冲信号VRR供给VR寄存器20，将脉冲信号ESR供给ES寄存器21，将脉冲信号WDR供给WD寄存器27。由上述寄存器20、21、27选择像素单元12的垂直线，经过脉冲选择电路22将脉冲信号RESET/ADRES/READ(在图1中用RESETn、ADRESn、READn代表性地表示)供给像素单元12。分别将上述脉冲信号(地址脉冲)ADRESn供给上述单元中的行选择晶体管Ta的栅极，将上述脉冲信号(复位脉冲)RESETn供给上述单元中的复位晶体管Tc的栅极，将上述脉冲信号(读出脉冲)READn供给上述单元中的读出晶体管Td的栅极。从偏压发生电路(偏压1)23将偏置电压VVL加在该像素单元12上。将该偏置电压VVL供给源极跟随电路用的负载晶体管TLM的栅极。
VREF发生电路24是对主时钟信号MCK作出应答地进行工作，生成AD变换(ADC)用的基准波形的电路。该基准波形的振幅由输入到串行接口(串行I/F)25的数据DATA进行控制。将输入到该串行接口(serial interface)25的指令供给指令解码器26进行解码，与上述主时钟信号MCK一起供给定时发生器19。在上述VREF发生电路24中，为了在1个水平扫描期间实施2次AD变换，产生三角波VREFT和VREFTS，供给ADC14。将从上述定时发生器19输出的脉冲信号READ供给脉冲振幅电路29，通过由该脉冲振幅电路29控制振幅，生成3个值的脉冲信号VREAD供给选择器22。
上述WDM电路18是作为合成处理数字信号OUT0～OUT9的合成电路进行工作的电路。WDM电路18包括：对黑电平的64LSB进行减法处理的减法电路(-64)32-1、32-2；放大上述减法电路32-1的输出的增益电路(GAIN)33；判定电路34；开关35；加法电路36；白色平衡处理电路(WB)37和压缩电路38。同时将存储在上述线存储器28-1中的曝光时间(电荷的积蓄时间)短的信号STS和存储在上述线存储器28-2中的曝光时间长的信号STL输入到该WDM电路18中。
首先，在由ADC14进行的模拟/数字变换工作中，因为将黑电平设定在64LSB电平上，所以用减法电路32-1、32-2从各个线存储器28-1、28-2的输出信号减去黑电平64。其次，由增益电路33放大经过减法处理的信号STS。当分别令信号STL和信号STS的曝光时间为TL和TS时，能够从它们的比TL/TS算出该增益量。通过对信号STS进行增益加倍的处理，即便是斜率不同的光电变换特性曲线也能够等价地使斜率相同。此外，当输出信号STS时信号STL饱和。而且，由上述判定电路34接通开关35，用加法器36将信号STL和增益加倍了的信号STS加起来，能够平滑地合成两信号STS、STL。使该加法输出信号增加位数以14位进行输出。而且，用白色平衡(WB)处理电路37相同地对R、G、B信号的电平进行处理，用压缩电路38将信号压缩到10位并输出。
图2是表示上述图1所示的放大型CMOS图像传感器中的像素单元12、CDS电路13和ADC14的具体构成例的电路图。像素单元12中的各个单元(像素)包括：行选择晶体管Ta、放大晶体管Tb、复位晶体管Tc、读出晶体管Td和光电二极管PD。上述晶体管Ta、Tb的电流通路串联连接在电源VDD和垂直信号线VLIN之间。将脉冲信号ADRESn供给上述晶体管Ta的栅极。上述晶体管Tc的电流通路连接在电源VDD和晶体管Tb的栅极(检测单元FD)之间，将脉冲信号RESETn供给其栅极。另外，上述晶体管Td的电流通路的一端与上述检测单元FD连接，将脉冲信号READn供给其栅极。而且，使上述光电二极管PD的阴极与上述晶体管Td的电流通路的另一端连接，该光电二极管PD的阳极接地。
通过行和列二维地配置上述构成的单元构成像素单元12。在上述像素单元12的下部，沿水平方向配置着源极跟随电路用的负载晶体管TLM。这些负载晶体管TLM的电流通路连接在垂直信号线VLIN和接地点之间，从偏压发生电路23将偏置电压WL加在其栅极上。在CDS电路13和ADC14中，配置着噪声消除用的电容C1、C2，并且配置着用于传达垂直信号线VLIN的信号的晶体管TS1、用于输入AD变换用的基准波形的晶体管TS2和2段的比较电路COMP1、COMP2。在上述比较电路COMP1、COMP2之间连接着电容C3。上述比较电路COMP1包括：变换器INV1和电流通路连接在该变换器INV1的输入端与输出端之间的晶体管TS3。上述比较电路COMP2包括变换器INV2和电流通路连接在该变换器INV2的输入端与输出端之间的晶体管TS4。分别将从定时发生器19输出的脉冲信号S1供给上述晶体管TS1的栅极，将脉冲信号S2供给上述晶体管TS2的栅极，将脉冲信号S3供给上述晶体管TS3的栅极，和将脉冲信号S4供给上述晶体管TS4的栅极。将从上述比较电路COMP2输出的数字信号锁存在锁存电路15中，输入到线存储器28-1、28-2。线存储器信号使移位寄存器16工作，从上述线存储器28-1、28-2顺次地输出10位的数字信号OUT0～OUT9。
在上述那样的构成中，例如为了读出例如垂直信号线VLIN的n行的信号，令脉冲信号ADRESn为“H”电平，使由放大用晶体管Tb和负载用晶体管TLM构成的源极跟随电路工作。而且，在一定期间积蓄由光电二极管PD进行光电变换得到的信号电荷，为了在进行读出前除去检测单元FD中的暗电流等的噪声信号，将脉冲信号RESETn设定在“H”电平，接通晶体管Tc将检测单元FD设置在VDD电压＝2.8V上。由此，将成为基准的在检测单元FD上没有信号的状态的电压(复位电平)输出到垂直信号线VLIN。这时，通过分别令脉冲信号S1、S3、S4为“H”电平，接通晶体管TS1、TS3、TS4，设定ADC14的比较电路COMP1和COMP2的AD变换电平，并且将与垂直信号线VLIN的复位电平对应的电荷量积蓄在电容C1中。
接着，令脉冲信号(读出脉冲)READn为“H”电平接通读出晶体管Td，将由光电二极管PD生成且积蓄的信号电荷读出到检测单元FD。由此，在垂直信号线VLIN上，读出检测单元FD的电压(信号+复位)电平。这时，通过使脉冲信号S1成为“H”电平、使脉冲信号S3成为“L”电平、使脉冲信号S4成为“L”电平、使脉冲信号S2成为“H”电平，则晶体管TS1接通，晶体管TS3断开，晶体管TS4断开，使晶体管TS2接通，将与“垂直信号线VLIN的信号+复位电平”对应的电荷积蓄在电容C2中。这时，电容C1，因为比较电路COMP1的输入端成为高阻抗状态，所以保持复位电平不变。
此后，通过增加从VRFF发生电路24输出的基准波形的电平(使三角波VREF从低电平到高电平)，经过电容C1和C2的合成电容，由比较电路COMP1、COMP2进行AD变换。用10位(0～1023电平)产生上述三角波，用10位的计数器判定AD变换电平将数据保存在锁存电路15中。在1023电平的AD变换后，将锁存电路15的数据传送到线存储器28-1、28-2中。因为积蓄在上述电容C1中的复位电平和积蓄在电容C2中的复位电平极性相反，所以消除复位电平，实质上以电容C2的信号成分实施AD变换。将除去该复位电平的工作称为低噪声化处理工作(CDS工作：Correlated Double Sampling(相关二重取样))。为了在1个水平扫描期间2次实施该AD变换工作，用VREF发生电路24产生三角波VREFTL和VREFTS，供给晶体管TS2的电流通路的一端。
图3是表示上述图1和图2所示的CMOS图像传感器的工作定时的波形图。在VGA传感器的情况下，用30Hz驱动1个帧，用525H驱动水平扫描数。令积蓄在垂直的n行中由光电二极管PD进行光电变换产生的电荷积蓄时间TL＝525H。与水平同步脉冲HP同步，将脉冲信号RESETn、READn、ADRESn供给像素单元12，由光电二极管PD进行光电变换，检测并读出积蓄在检测单元FD中的信号电荷量。这时，将VREF的振幅设定在中间电平上并读出。该中间电平在传感器内自动地调整以使像素单元12的遮光像素(OB)单元自动调整该中间电平成为64LSB。该读出的信号在水平扫描期间的前半0.5H期间作为基准波形产生三角波实施10位的AD变换。经过AD变换的信号(数字数据)保持在锁存电路15中，在下一个水平扫描期间由传感器核心单元11作为STL信号进行输出。
这里，令由垂直的n行的光电二极管PD进行光电变换所积蓄的曝光时间(积蓄时间)为TL＝525H。另外，令短的曝光时间为TS＝66H。曝光时间长的TL将读出脉冲READ的振幅控制在高电平(Vp)＝2.8V。短的曝光时间TS将读出脉冲READ的振幅控制在中电平(Vm)＝1.4V。为了产生这种振幅电平不同的脉冲信号READ，由上述脉冲振幅控制电路29控制脉冲信号READ的振幅。此外，能够用ES寄存器21在每1H控制上述曝光时间TL。进一步，通过应用由本申请人提出的日本专利公开2001-111900中记载的技术，能够在比1H还短的曝光时间中进行控制。即，因为图3的时刻t2～t4成为1H的期间，所以可以在该1H的期间内以H/2和H/4设置排出电荷的期间。另外，能够用WD寄存器27在每1H控制曝光时间TS。
当来自光电二极管PD的第1次读出工作时(t4)，与水平同步脉冲HP同步地将脉冲信号RESETn、READn、ADRESn供给像素单元12，由光电二极管PD进行光电变换，读出积蓄的信号电荷。将这时的脉冲信号READ的振幅设定在中电平Vm上。第1次读出的信号电荷在积蓄时间525H的途中(t2)供给中电平Vm的脉冲信号READ，读出并排出光电二极管PD的一部分信号电荷。而且，从光电二极管PD读出在时刻t2～t4的期间再积蓄的信号(t4)。
该读出的信号在水平扫描期间的前半0.5H期间产生三角波作为基准波形进行10位的AD变换。将经过AD变换的信号供给并保持在锁存电路15中，存储在线存储器(MSTS)28-1中。当来自光电二极管PD的第2次读出工作时(t5)，在第1次的0.5H后将脉冲信号RESETn、READn、ADRESn供给像素单元12，由光电二极管PD进行光电变换，读出积蓄的信号电荷。将这时的脉冲信号READ的振幅设定在高电平Vp上。
接着，与第1次同样将脉冲信号RESETn、READn、ADRESn供给像素单元12读出由光电二极管PD单元进行光电变换积蓄的TL＝525H的信号电荷。该读出的信号在水平扫描期间的后半0.5H期间产生三角波作为基准波形实施10位的AD变换。将经过AD变换的信号保持在锁存电路15中，输入到线存储器(MSTL)28-2并存储起来。在下一个水平扫描期间从线存储器28-1、28-2读出这样存储的线存储器28-1、28-2的数据(数字信号)STS和STL，供给宽动态范围混合(WDM)电路18，进行信号处理。
下面，对光电二极管(PD)单元的信号电荷的积蓄进行说明。通过在时刻t0作为脉冲信号READ加上2.8V，全部排出光电二极管PD单元的信号电荷。在时刻t1积蓄由光电二极管PD进行了光电变换的信号。在时刻t2脉冲信号READ的电压＝1.4V将饱和信号量ΦVp的约1/2的信号由光电二极管PD单元读出并排出。将信号STS2的过大信号限幅到ΦVm。信号STL因为信号量少所以不排出。在时刻t3由光电二极管PD单元实施再积蓄。在时刻t4脉冲信号READ的电压＝1.4V将比ΦVm大的信号电荷作为信号STS读出。由此，输出比SVm大的信号STS1和STS2等。这时，信号STL因为电平十分小所以不能够读出。在下一个时刻t5，读出光电二极管PD单元的ΦVm以下的信号电荷作为信号STL。在时刻t4，拐点(Knee)以下的信号STS1或STL，因为在时刻t2不从光电二极管PD单元排出，所以成为连续积蓄的信号电荷。另一方面，在时刻t2因为在ΦVm电平对从光电二极管PD单元排出的信号STS2进行限幅，所以成为看起来积蓄时间停止了的状态。光电变换特性的斜率以拐点为界进行变化。即，在时刻t4输出在读出信号STS中持有拐点的信号。
如果根据上述那样的构成，则因为分别对1个水平扫描期间中曝光时间长的信号和短的信号进行AD变换并输出，将读出的2个数字信号加起来，所以不会导致图像质量降低能够扩大动态范围。
[第2实施方式]
图4表示上述图1和图2所示的CMOS图像传感器的光电变换特性。信号STL在SVm电平饱和。当信号STL饱和后，输出信号STS。当增大上述信号STS的电平后，形成拐点只将斜率抑制积蓄时间比TS/TL部分。因此，当在上述图1所示的那种构成的WDM电路18中进行信号处理后，因为很大地放大了信号STS的小信号侧并进行加法运算，所以相加的输出信号SF的电平上升到SVm以上。拐点以后的斜率与信号STL相同，但是只上升偏离的部分。但是，当积蓄时间比TS/TL十分小时，因为拐点成为与ΦVm大致相同的电平，所以可以实用。
此外，在图3所示的波形图中，通过使时刻t4的READ电压比1.4V小进行调整以便只读出拐点以上，能够实用化。但是，为了与电源电压的变动和取样间的零散对应而使系统和调整变得复杂。
图5是对于按照本发明的第2实施方式的固体摄像装置进行说明的图，表示放大型CMOS图像传感器的概略构成的方框图。本第2实施方式，通过变更上述宽动态范围混合(WDM)电路18的电路构成改良上述第1实施方式，抑制由偏离引起的影响。
在图5中，在与上述图1相同的构成单元上附加相同的标号并省略对它们的详细说明。另外，像素单元12、CDS电路13和ADC14的具体构成为与图2同样的构成。
该放大型CMOS图像传感器中的WDM电路18包括：对黑电平的64LSB进行减法处理的减法电路32-1、32-2；判定电路(比较电路A、比较电路B)34-1、34-2；开关35-1、35-2；加法电路36；白色平衡处理电路(WB)37；压缩电路38和放大电路39。与图1所示的电路同样，将存储在上述线存储器28-1中的曝光时间短的信号STS和存储在上述线存储器28-2中的曝光时间长的信号STL同时输入到该WDM电路18。
当开始从上述减法电路32-2输出信号STS时，由上述判定电路34-2接通开关35-1，使加法电路36工作将信号STS和信号STL进行加法运算。将该加法信号表示为“STS+STL”。当不输出信号STS时，STS+STL＝STL。另一方面，由放大电路(GA)39将信号STS放大积蓄时间比TL/TS倍(GA＝TL/TS)。
而且，在判定电路34-1中判定“STS+STL＞GA*STS”，控制开关35-2。然后，比较信号“STS+STL”和信号“GA*STS”，所述信号“STS+STL”为曝光时间短的信号和曝光时间长的信号进行加法运算得到的结果，所述信号“GA*STS”为用曝光时间短的信号和长的信号之比TL/TS放大曝光时间短的信号STS得到的结果，进行切换以便选择与电压对应的数字值大的一方的信号。此后，进行白色平衡(WB)处理，使R、G、B信号的电平相同，用压缩电路38将信号压缩到10位(DOUT0～DOUT9)并输出。
图6是表示上述图5所示的CMOS图像传感器的光电变换特性的特性图。与图1所示的电路同样，信号STL在SVm电平饱和。当信号STL饱和时，输出信号STS。当增加信号STS到某个电平时，形成拐点(Knee)只将斜率抑制积蓄时间比TS/TL部分。
但是，当用如图5所示的WDM电路18进行处理时，直到拐点，换句话说直到“STL+STS＝GA*STS”为止输出在直线上将STL和信号STS加起来得到的信号。而且，在拐点以上将信号STS切换到放大了GA倍的信号作为信号FS输出。这样，通过在拐点以上切换到放大了GA倍的信号，能够抑制由偏离引起的影响。
如上所述，如果根据本第2实施方式，则能够实施难以受到电源电压和传感器工作温度的影响的稳定的动态范围的扩大工作。另外，在通过将曝光时间不同的信号电荷不限定于同一光电二极管中，积蓄在检测单元或积蓄单元(具有积蓄单元的传感器的情况)中，进行分别读出积蓄的信号电荷的工作，用曝光时间(积蓄时间)之比放大曝光时间短的信号，与曝光时间长的信号合成来扩大动态范围的工作中，能够通过改善光电变换特性的直线性，改善高亮度部分的色再现性。
[第3实施方式]
可是，在上述第2实施方式中，更正确地如图7所示，在信号STS的拐点附近光电二极管PD单元进行不完全传送工作。因此，发生余像成分成为难以读出信号的状态形成平缓的曲线。另一方面，当在光电二极管PD单元中存在比拐点充分大的信号电荷时，信号电荷自身成为偏压电荷，为了抑制余像不发生余像地以直线变化。当对持有该平缓的曲线的拐点进行WDM处理时，合成信号SF在拐点附近损伤直线性。实验上对于理想的特性发生最大5％的下降。
图8是对于按照本发明的第3实施方式的固体摄像装置进行说明的图，表示放大型CMOS图像传感器的概略构成的方框图。本第3实施方式，进一步改良上述第2实施方式，抑制由余像成分在拐点附近损伤合成信号SF的直线性。
即，图8所示的电路是在图5所示的放大型CMOS图像传感器中的WDM电路18中，设置了放大信号STS的增益电路(GB)40的电路。根据GB参数41设定该增益电路40的放大率。另外，伴随上述变更判定电路34-1、34-2的内部构成也变更了。当判定电路34-2开始输出信号GB*STS后使加法电路36工作，输出信号“GB*STS+STL”。当不输出信号GB*STS时，成为“GB*STS+STL＝STL”。另一方面，信号GB*STS在放大电路(GA)中放大积蓄时间比TL/TS倍。而且，在判定电路34-1中判定“GB*STS+STL＞GB*(GA*STS)”，切换信号。
因为其它基本构成与图5同样，所以在相同的构成单元上附加相同的标号并省略对它们的详细说明。另外，像素单元12、CDS电路13和ADC14的具体构成为与图2同样的构成。
图9是表示上述图8所示的CMOS图像传感器的光电变换特性的特性图。增益电路(GB)40的放大率为了在拐点附近的放大率成为最大的1.05倍，设定GB参数41为接近电阻电容的时间常数的放大模式。该GB参数41能够与积蓄时间比TL/TS相应地变更。
[第4实施方式]
图10是对于按照本发明的第4实施方式的固体摄像装置进行说明的图，表示放大型CMOS图像传感器的概略构成的方框图。在本第4实施方式中，对于图8所示的CMOS图像传感器，由VREAD控制电路42将脉冲信号READ的LO电平设定在VRDL电压上。HI电平可以在VRDp和VRDm电压之间切换。对应该工作，在WDM电路18中设置放大电路(GC)43，根据GC参数44设定该放大电路43的放大率。
在图10中，在与上述图8相同的构成单元上附加相同的标号并省略对它们的详细说明。另外，像素单元12、CDS电路13和ADC14的具体构成为与图2同样的构成。
图11是表示上述图10所示的CMOS图像传感器的工作定时的波形图。与图3比较，脉冲信号RESET和脉冲信号READ不同。脉冲信号RESET使大部分期间处于2.8V的接通状态，对从光电二极管溢出的信号电荷进行复位。而且，只当从像素读出复位电平和信号电平时设定在0V上。另一方面，脉冲信号READ将LO电平设定在VRDL＝1V上。将中间电平设定在VRDm＝1.4V，将HI电平设定在VRDp＝2.8V。通过该工作，对积蓄在光电二极管PD单元中的信号电荷对比ΦVRDL大的信号进行限幅，但在强的输入光量下光电二极管PD单元的信号电荷增加。令该变化点为拐点(Knee)2。该增加对输入光量呈对数地增加。当输入光量少时，从光电二极管PD单元读出经过晶体管Td流入到FD的信号量较小。但是，当输入光量多时，从光电二极管PD单元读出经过晶体管Td流入到FD的信号量增大。即，信号越大越难以残留在光电二极管PD中。光电二极管PD单元的信号成为与输入光量成比例，呈对数地增加信号电荷的信号STSlog。
此外，虽然VRDL＝1V，但通过使VRDL＝0V，读出晶体管Td为耗尽型，也可以在0V成为接通状态。
图12表示上述图10所示的CMOS图像传感器的光电变换特性。当信号STS的光量比拐点2(Knee2)大时，信号STSlog对数地压缩HI电平。通过将WDM电路18的拐点2以上的GC参数作为log特性的反对数的增益设定，GC*STS将STSlog信号区域变换成直线。结果，将信号SF也变换成直线。通过该直线化工作，提高了信号电平不同的彩色摄像的R、G、B信号的白色平衡(WB)的精度。在该log区域中因为是高亮度信号所以大部分容易成为白色信号。因此，通过将R、B信号置换成G信号，也可以置换成没有附有颜色的白信号。这样，在R、G、B信号的log曲线特性的线性变换处理中即便信号电平发生偏离也不会成为问题。
另外，令从拐点1到拐点2的积蓄时间比为从1/8到1/16，中亮度的光输入信号的分辨率(数字信号的位数)并没有下降多少，能够确保色再现性。进一步，也能够得到高亮度的信号(在第2实施方式中，当要得到高亮度的信号时，因为令积蓄时间比为1/128所以不能够提高中亮度的分辨率)。
如图13所示，通过光电二极管PD单元的2分割读出，信号STS能够进行稳定的拐点1和拐点2的曲线校正。在光电二极管PD单元中积蓄着的信号电荷，由于各像素的读出晶体管Td的阈值电压Vth的零散，拐点1和拐点2这2个拐点在光量和发生电平中产生大的零散(PD1、PD2、PD3)。另一方面，在本发明的实施方式中，读出信号STS的拐点1和拐点2对光量的发生电平针对每个像素都是不同的，但是发生拐点1或拐点2的输出电平大致一致。因此，能够精度良好地校正用于校正拐点电平的增益电路(GB)或放大电路(GC)。该拐点的发生电平几乎与电源电压和传感器的工作温度无关，而拐点1对积蓄时间比TL/TS依存性很大。该积蓄时间比越大，发生电平越小曲线也变得越陡急。
另一方面，拐点1和拐点2之差依赖于读出电压VDRm和VRDL之差，而LOG特性的曲线依赖于光电二极管PD和读出栅极构造。因此，可以将这些信息保存在GB参数41或GC参数44中以便对应。
如上所述，在本发明的第1到第4实施方式中，通过在柱ADC型CMOS传感器中，分别对1个水平扫描期间中曝光时间长的信号和短的信号进行AD变换并输出，用曝光时间之比TL/TS放大读出的2个信号并进行切换实施线性变换，能够实现动态范围宽的CMOS传感器。
在第2到第4实施方式中，进而曝光时间短的信号持有包含偏离的光电变换的斜率，因为在切换时不能够进行线性变换所以解决了由偏离引起的问题。
这样，如果根据本发明的各实施方式，则能够实施难以受到电源电压和传感器工作温度的影响的稳定的宽动态范围工作。另外，在通过将曝光时间不同的信号电荷不限定于同一光电二极管积蓄在检测单元或积蓄单元(具有积蓄单元的传感器的情况)中，实施分别读出积蓄的信号电荷的工作，用曝光时间(积蓄时间)之比放大曝光时间短的信号，与曝光时间长的信号合成起来扩大动态范围的工作中，能够通过改善光电变换特性的直线性，改善高亮度部分的色再现性。进而，能够改善因拐点附近的成为曲线的特性所引起的色再现性恶化。
如上所述，按照本发明的一个方面，能够得到不导致图像质量降低而使动态范围扩大的固体摄像装置。
此外，在上述第1到第4实施方式中，作为固体摄像装置将放大型CMOS图像传感器作为例子进行了说明，但是当然也能够适用于其它的固体摄像装置。
又，将1个单元(像素)包括4个晶体管(Ta、Tb、Tc、Td)和光电二极管(PD)的构成作为例子，但是也可以适用于其它种种构成。例如，也能够适用于单元包括3个晶体管(Tb、Tc、Td)和光电二极管(PD)的构成。在该单元构造的情形中，除去图1和图2中的行选择晶体管Ta，将放大晶体管Tb的电流通路连接在电源VDD和垂直信号线VLIN之间。其它构成与图1和图2相同。而且，分别将脉冲信号RESETn、READn供给各单元。
对于那些熟练的技术人员来说很容易知道附加的优点和修改。所以，本发明在更广大的方面不限于这里指出和描述了的具体的详细情形和代表性的实施方式。因此，在没有偏离如由所附的权利要求书和它们的等效物定义了的一般的发明概念的精神或范围的条件下可以进行各种不同的修改。

Claims (19)

1.一种固体摄像装置，其特征在于包括：
像素单元，在半导体基片上行和列二维地配置着单元，其中，上述单元包括：光电变换部件，将光信号变换成电信号；读出部件，将由上述光电变换部件对入射光进行光电变换后所得到的信号电荷读出到检测单元；放大部件，放大与积蓄在上述检测单元中的信号电荷对应的电压并将其输出；以及复位部件，对上述检测单元的信号电荷进行复位；
AD变换电路，其构成为：将从上述像素单元输出的模拟信号变换成数字信号并进行输出；
线存储器，其构成为：存储从上述AD变换电路输出的数字信号；
控制电路，其构成为：控制上述像素单元和上述AD变换电路，在1帧的电荷积蓄期间在上述AD变换电路中对曝光时间不同的多个模拟信号进行AD变换并传送到上述线存储器；以及
合成电路，其构成为：被供给来自上述线存储器的曝光时间不同的多个数字信号，比较第1信号和第2信号，选择大的一个信号并将其输出，所述第1信号为将曝光时间短的信号和曝光时间长的信号进行加法运算的结果，所述第2信号为利用曝光时间短的信号与长的信号之比对曝光时间短的信号进行放大的结果。
2.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于：
上述合成电路包括：
放大电路，其构成为：在将曝光时间短的信号和曝光时间长的信号进行加法运算之前，为了强调曝光时间短的信号的一部分而将其放大。
3.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于：
上述合成电路还包括：
反对数放大电路，其构成为：用曝光时间的反对数对读出的曝光时间短的信号和曝光时间长的信号进行放大并对其进行加法运算。
4.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于还包括：
脉冲振幅控制电路，其构成为：输出将上述读出电路设定在开放状态中的中电平的电压，将信号电荷排出到上述像素中的检测单元。
5.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于：
上述光电变换部件是阳极接地的光电二极管。
6.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于：
上述读出部件是使电流通路的一端与上述光电二极管的阴极连接，使电流通路的另一端与上述检测单元连接，将读出脉冲供给栅极的读出晶体管。
7.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于：
上述放大部件是栅极与上述检测单元连接，电流通路的一端与垂直信号线连接的放大晶体管。
8.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于：
上述复位部件是电流通路的一端与电源连接，电流通路的另一端与上述检测单元连接，将复位脉冲供给栅极的复位晶体管。
9.一种固体摄像装置，其特征在于包括：
像素单元，在半导体基片上行和列二维地配置单元；
AD变换电路，其构成为：将从上述像素单元输出的模拟信号变换成数字信号并进行输出；
线存储器，其构成为：存储从上述AD变换电路输出的数字信号；
控制电路，其构成为：控制上述像素单元和上述AD变换电路，在1帧的电荷积蓄期间在上述AD变换电路中对曝光时间不同的多个模拟信号进行AD变换并传送到上述线存储器；以及
宽动态范围混合电路，其构成为：被供给来自上述线存储器的曝光时间不同的多个数字信号，比较第1信号和第2信号，选择大的一个信号并将其输出，所述第1信号为将曝光时间短的信号和曝光时间长的信号进行加法运算的结果，所述第2信号为利用曝光时间短的信号与长的信号之比对曝光时间短的信号进行放大的结果。
10.根据权利要求9所述的固体摄像装置，其特征在于：
上述宽动态范围混合电路包括：
放大电路，其构成为：在将曝光时间短的信号和曝光时间长的信号进行加法运算之前，为了强调曝光时间短的信号的一部分而将其放大。
11.根据权利要求9所述的固体摄像装置，其特征在于：
上述宽动态范围混合电路还包括：
反对数放大电路，其构成为：用曝光时间的反对数对读出的曝光时间短的信号和曝光时间长的信号进行放大并对其进行加法运算。
12.根据权利要求9所述的固体摄像装置，其特征在于：
上述宽动态范围混合电路包括：
第1减法电路，其构成为：从存储在上述线存储器中的曝光时间短的信号减去黑电平的预定的下位位；
第2减法电路，其构成为：从存储在上述线存储器中的曝光时间长的信号减去黑电平的预定的下位位；
增益电路，其构成为：用与上述曝光时间长的信号和上述曝光时间短长的信号之比对应的增益放大上述第1减法电路的输出；
加法电路，其构成为：将上述增益电路的输出信号和上述第2减法电路的输出信号进行加法运算；
开关，设置在上述增益电路和上述加法电路之间；
判定电路，其构成为：当从上述第1减法电路开始输出信号时，使上述开关接通；
白色平衡处理电路，其构成为：对从上述加法电路输出的信号进行白色平衡处理，使R、G、B的电平相同；以及
压缩电路，其构成为：压缩上述白色平衡处理电路的输出信号并将其输出。
13.根据权利要求11所述的固体摄像装置，其特征在于：
上述宽动态范围混合电路包括：
第1减法电路，其构成为：从存储在上述线存储器中的曝光时间短的信号减去黑电平的预定的下位位；
第2减法电路，其构成为：从存储在上述线存储器中的曝光时间长的信号减去黑电平的预定的下位位；
加法电路，其构成为：将上述第1减法电路的输出信号和上述第2减法电路的输出信号进行加法运算；
第1开关，设置在上述第2减法电路和上述加法电路之间；
第1判定电路，其构成为：当从上述第2减法电路开始输出信号时，使上述第1开关接通；
增益电路，其构成为：用与上述曝光时间长的信号和上述曝光时间短的信号之比对应的增益放大上述第2减法电路的输出；
白色平衡处理电路，其构成为：进行白色平衡处理，使R、G、B的电平相同；
第2开关，选择地连接上述放大电路和上述白色平衡处理电路及上述加法电路和上述白色平衡处理电路中的一个；
第2判定电路，其构成为：判定将上述曝光时间长的信号和上述曝光时间短的信号进行加法运算的时间超过积蓄时间比的增益倍，对上述第2开关进行控制；和
压缩电路，其构成为：压缩上述白色平衡处理电路的输出信号并将其输出。
14.根据权利要求9所述的固体摄像装置，其特征在于：
上述单元包括：
光电变换器，将光信号变换成电信号；
读出电路，其构成为：将由上述光电变换器对入射光进行光电变换后所得到的信号电荷读出到检测单元；
放大器，其构成为：放大与积蓄在上述检测单元中的信号电荷对应的电压并将其输出；以及
复位电路，其构成为：对上述检测单元的信号电荷进行复位。
15.根据权利要求14所述的固体摄像装置，其特征在于还包括：
脉冲振幅控制电路，其构成为：输出将上述读出电路设定在开放状态中的中电平的电压，将信号电荷排出到上述像素中的检测单元。
16.根据权利要求14所述的固体摄像装置，其特征在于：
上述光电变换器是阳极接地的光电二极管，
上述读出电路是使电流通路的一端与上述光电二极管的阴极连接，使电流通路的另一端与上述检测单元连接，将读出脉冲供给栅极的读出晶体管，
上述放大器是栅极与上述检测单元连接，电流通路的一端与垂直信号线连接的放大晶体管，
上述复位电路是电流通路的一端与电源连接，电流通路的另一端与上述检测单元连接，将复位脉冲供给栅极的复位晶体管。
17.根据权利要求9所述的固体摄像装置，其特征在于：
上述单元包括：
光电变换部件，将光信号变换成电信号；
读出电路，其构成为：将由上述光电变换器对入射光进行光电变换后所得到的信号电荷读出到检测单元；
放大器，其构成为：放大与积蓄在上述检测单元中的信号电荷对应的电压并将其输出；以及
行选择电路，其构成为：对行进行选择；
复位电路，其构成为：对上述检测单元的信号电荷进行复位。
18.根据权利要求17所述的固体摄像装置，其特征在于还包括：
脉冲振幅控制电路，其构成为：输出将上述读出电路设定在开放状态中的中电平的电压，将信号电荷排出到上述像素中的检测单元。
19.根据权利要求17所述的固体摄像装置，其特征在于：
上述光电变换器是阳极接地的光电二极管；
上述读出电路是使电流通路的一端与上述光电二极管的阴极连接，使电流通路的另一端与上述检测单元连接，将读出脉冲供给栅极的读出晶体管；
上述放大器是栅极与上述检测单元连接，电流通路的一端与垂直信号线连接的放大晶体管；
上述行选择电路是电流通路的一端与电源连接，另一端与上述放大晶体管的电流通路的另一端连接，将地址脉冲供给栅极的行选择晶体管；
上述复位电路是电流通路的一端与电源连接，电流通路的另一端与上述检测单元连接，将复位脉冲供给栅极的复位晶体管。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102257809A (zh) * 2008-12-16 2011-11-23 新成像技术公司 矩阵传感器
CN102595065A (zh) * 2012-03-12 2012-07-18 天津大学 宽动态范围时间延时积分型cmos图像传感器
CN102857706A (zh) * 2011-06-29 2013-01-02 佳能株式会社 图像传感器和摄像设备
CN101702753B (zh) * 2008-07-18 2013-01-16 索尼株式会社 固体成像元件和相机系统
CN102959949A (zh) * 2010-07-02 2013-03-06 奥林巴斯株式会社 信号传输电路和摄像装置
CN103945145A (zh) * 2013-01-17 2014-07-23 三星泰科威株式会社 处理图像的设备和方法
CN107592472A (zh) * 2017-10-20 2018-01-16 上海晔芯电子科技有限公司 多段曝光图像传感器的成像校正方法
CN107710015A (zh) * 2015-07-03 2018-02-16 松下知识产权经营株式会社 距离测量装置以及距离图像合成方法
CN108605105A (zh) * 2016-02-15 2018-09-28 松下知识产权经营株式会社 固体摄像装置以及摄像装置
CN109698917A (zh) * 2017-10-20 2019-04-30 普里露尼库斯股份有限公司 固体摄像装置、固体摄像装置的驱动方法以及电子设备
CN110383825A (zh) * 2017-04-14 2019-10-25 索尼半导体解决方案公司 固态成像装置和固态成像装置的控制方法以及电子设备
CN110462436A (zh) * 2017-03-29 2019-11-15 松下知识产权经营株式会社 固体摄像装置

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4649313B2 (ja) 2005-10-28 2011-03-09 株式会社東芝 固体撮像装置
JP5123601B2 (ja) * 2006-08-31 2013-01-23 キヤノン株式会社 光電変換装置
JP4843461B2 (ja) * 2006-11-13 2011-12-21 株式会社東芝 固体撮像装置
JP5085140B2 (ja) * 2007-01-05 2012-11-28 株式会社東芝 固体撮像装置
KR100864622B1 (ko) * 2007-06-19 2008-10-22 마루엘에스아이 주식회사 이미지 센서용 화소 회로 및 샘플 및 홀더의 제어방법
CN100464572C (zh) * 2007-07-25 2009-02-25 北京中星微电子有限公司 一种图像合成方法和装置
JP4386118B2 (ja) 2007-08-31 2009-12-16 ソニー株式会社 撮像回路
EP2063632A1 (en) * 2007-11-20 2009-05-27 St Microelectronics S.A. Image sensor with multiple integration periods
EP2071825A1 (en) * 2007-12-13 2009-06-17 St Microelectronics S.A. Pixel read circuitry
JP5059669B2 (ja) * 2008-03-26 2012-10-24 オリンパス株式会社 固体撮像装置
JP5074297B2 (ja) * 2008-05-29 2012-11-14 シャープ株式会社 固体撮像装置およびその駆動方法、並びに電子情報機器
JP2010041655A (ja) * 2008-08-08 2010-02-18 Toshiba Corp 固体撮像装置の駆動方法
FR2939999B1 (fr) * 2008-12-12 2011-02-25 E2V Semiconductors Capteur d'image a double transfert de charges pour grande dynamique et procede de lecture
JP2010219624A (ja) * 2009-03-13 2010-09-30 Toshiba Corp 画像信号処理装置及び画像信号処理方法
JP5005731B2 (ja) * 2009-05-25 2012-08-22 パナソニック株式会社 カメラ装置および露光制御方法
FR2957475B1 (fr) 2010-03-11 2012-04-27 St Microelectronics Sa Capteur d'image de type cmos ayant une dynamique lineaire etendue
JP5432799B2 (ja) * 2010-03-30 2014-03-05 オリンパスイメージング株式会社 撮像装置、撮像システム、撮像方法
US8576292B2 (en) * 2010-04-30 2013-11-05 Exelis, Inc. High dynamic range approach for a CMOS imager using a rolling shutter and a gated photocathode
FR2996957A1 (fr) * 2012-10-12 2014-04-18 St Microelectronics Grenoble 2 Procede de lecture d'un pixel
JP5523598B2 (ja) * 2013-02-21 2014-06-18 キヤノン株式会社 撮像装置
JP2015026977A (ja) * 2013-07-26 2015-02-05 株式会社東芝 固体撮像装置
US9270895B2 (en) 2013-07-31 2016-02-23 Massachusetts Institute Of Technology Methods and apparatus for true high dynamic range imaging
EP2879374A1 (en) 2013-12-02 2015-06-03 Melexis Technologies NV Method for image noise reduction and image device
US9521351B1 (en) 2015-09-21 2016-12-13 Rambus Inc. Fractional-readout oversampled image sensor
KR102495754B1 (ko) * 2016-10-25 2023-02-02 한화테크윈 주식회사 광역 영상의 동적 범위를 압축하는 영상 처리 장치 및 방법
JP2018182020A (ja) * 2017-04-11 2018-11-15 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置、及び電子機器
EP3540774B1 (en) * 2018-03-16 2020-09-30 Teledyne Dalsa B.V. Image sensor and imaging system comprising the same
CN110536081A (zh) * 2018-05-24 2019-12-03 松下知识产权经营株式会社 摄像装置
CN114513610A (zh) * 2020-11-17 2022-05-17 浙江大华技术股份有限公司 图像处理方法、图像处理装置及存储装置

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2710317B2 (ja) * 1986-10-15 1998-02-10 オリンパス光学工業株式会社 カラー撮像装置
KR0149737B1 (ko) 1993-07-20 1998-10-15 사토 후미오 고체촬상장치
KR100371428B1 (ko) * 1995-03-28 2003-04-08 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 화상기록장치및화상재생장치
JP3792771B2 (ja) * 1996-03-13 2006-07-05 株式会社東芝 固体撮像カメラ
JP3239087B2 (ja) 1997-07-15 2001-12-17 三洋電機株式会社 撮像装置
JP3657780B2 (ja) 1998-06-30 2005-06-08 株式会社東芝 撮像装置
US6825884B1 (en) * 1998-12-03 2004-11-30 Olympus Corporation Imaging processing apparatus for generating a wide dynamic range image
JP2001189893A (ja) 1999-12-28 2001-07-10 Toshiba Corp 固体撮像装置
KR100588751B1 (ko) * 1999-12-28 2006-06-13 매그나칩 반도체 유한회사 이미지 센서를 위한 아날로그-디지털 변환 장치
JP3642245B2 (ja) * 2000-01-14 2005-04-27 松下電器産業株式会社 固体撮像装置
JP4399693B2 (ja) * 2000-09-21 2010-01-20 ソニー株式会社 撮像装置
US7298402B2 (en) * 2000-10-26 2007-11-20 Olympus Corporation Image-pickup apparatus with expanded dynamic range capabilities
JP3731729B2 (ja) * 2000-12-20 2006-01-05 松下電器産業株式会社 画像合成回路
JP4024581B2 (ja) * 2002-04-18 2007-12-19 オリンパス株式会社 撮像装置
JP4262435B2 (ja) * 2002-04-22 2009-05-13 オリンパス株式会社 撮像装置及び撮像方法
JP3801126B2 (ja) * 2002-09-25 2006-07-26 ソニー株式会社 撮像装置，撮像装置の画像出力方法，およびコンピュータプログラム
JP2004254151A (ja) * 2003-02-21 2004-09-09 Fuji Film Microdevices Co Ltd 撮像装置及び撮像方法
JP4144517B2 (ja) * 2003-12-05 2008-09-03 ソニー株式会社 固体撮像装置、撮像方法
JP2005294888A (ja) 2004-03-31 2005-10-20 Sanyo Electric Co Ltd 信号処理回路
JP2004336823A (ja) * 2004-08-16 2004-11-25 Toshiba Corp 撮像装置
US7911518B2 (en) * 2005-02-01 2011-03-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Variable exposure for color image sensor
JP4855704B2 (ja) 2005-03-31 2012-01-18 株式会社東芝 固体撮像装置
WO2007038977A1 (en) * 2005-09-19 2007-04-12 Robert Bosch Gmbh Image pickup apparatus
JP4649313B2 (ja) 2005-10-28 2011-03-09 株式会社東芝 固体撮像装置
US8013919B2 (en) * 2006-06-27 2011-09-06 Samsung Electronics Co., Ltd. CMOS image sensor with increased dynamic range based on multiple exposure periods of varying lengths

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101702753B (zh) * 2008-07-18 2013-01-16 索尼株式会社 固体成像元件和相机系统
CN102257809A (zh) * 2008-12-16 2011-11-23 新成像技术公司 矩阵传感器
CN102959949A (zh) * 2010-07-02 2013-03-06 奥林巴斯株式会社 信号传输电路和摄像装置
CN102959949B (zh) * 2010-07-02 2015-07-15 奥林巴斯株式会社 信号传输电路和摄像装置
CN102857706B (zh) * 2011-06-29 2016-01-20 佳能株式会社 图像传感器和摄像设备
CN102857706A (zh) * 2011-06-29 2013-01-02 佳能株式会社 图像传感器和摄像设备
CN102595065A (zh) * 2012-03-12 2012-07-18 天津大学 宽动态范围时间延时积分型cmos图像传感器
CN103945145B (zh) * 2013-01-17 2018-08-28 韩华泰科株式会社 处理图像的设备和方法
CN103945145A (zh) * 2013-01-17 2014-07-23 三星泰科威株式会社 处理图像的设备和方法
CN107710015A (zh) * 2015-07-03 2018-02-16 松下知识产权经营株式会社 距离测量装置以及距离图像合成方法
CN107710015B (zh) * 2015-07-03 2021-08-24 新唐科技日本株式会社 距离测量装置以及距离图像合成方法
CN108605105A (zh) * 2016-02-15 2018-09-28 松下知识产权经营株式会社 固体摄像装置以及摄像装置
CN108605105B (zh) * 2016-02-15 2021-01-12 松下半导体解决方案株式会社 固体摄像装置以及摄像装置
CN110462436A (zh) * 2017-03-29 2019-11-15 松下知识产权经营株式会社 固体摄像装置
CN110383825A (zh) * 2017-04-14 2019-10-25 索尼半导体解决方案公司 固态成像装置和固态成像装置的控制方法以及电子设备
CN110383825B (zh) * 2017-04-14 2022-06-14 索尼半导体解决方案公司 固态成像装置和固态成像装置的控制方法以及电子设备
CN107592472A (zh) * 2017-10-20 2018-01-16 上海晔芯电子科技有限公司 多段曝光图像传感器的成像校正方法
CN109698917A (zh) * 2017-10-20 2019-04-30 普里露尼库斯股份有限公司 固体摄像装置、固体摄像装置的驱动方法以及电子设备
CN107592472B (zh) * 2017-10-20 2019-12-20 思特威(上海)电子科技有限公司 多段曝光图像传感器的成像校正方法
CN109698917B (zh) * 2017-10-20 2021-01-01 普里露尼库斯股份有限公司 固体摄像装置、固体摄像装置的驱动方法以及电子设备

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